摘要：针对传统清灰装置在燃煤锅炉受热面积灰和结渣清除方面存在使用效率低、维修困难等问题，阐述了 声波清灰原理，以及声波清灰器的结构、清灰特点和设计规范。试验证明，SQ系列声波清灰器能够有效清除燃 煤锅炉受热面积灰，降低排烟温度，提高再热器出口温度，提高锅炉运行的安全性和经济性。

目前，燃煤电站锅炉炉内燃烧过程是比较复杂的，会受到煤种特性、温度、空气动力特性和受 热面结构的影响。炉内受热面上的积灰和结渣对 锅炉的安全运行、锅炉效率和锅炉出力会产生不 良影响，仅依靠锅炉原设计和运行调整来解决锅 炉积灰和结渣是不够的。采用传统的清灰装置在 操作和性能上存在清灰范围的局限性，即清灰有 死角、能耗高、维修费用大、操作不方便、使用效率 低等弊端。 声波清灰技术应用始于20世纪70年代欧 洲，于20世纪80年代末引人我国，开始在电力、 石化等行业试验性推广使用，取得了较大经济效 益。声波清灰器通过多年的应用，声波清灰产品 已形成规模，技术已经成熟，性能比较稳定，无疑 是传统清灰装置的换代产品。

l 声波清灰原理

1．1声波对灰垢的作用 a．声波是一种以能量形式存在的机械波，它 表现为振动、扰动、波动等形式。声波激烈而快速 变化的振动会对积灰结垢受热面附着状态产生分 离，并使积垢疲劳断裂和破碎。 b．具有一定频率和强度的声波(通过某种声 波转换机构将气能转换成声能)在积灰空间内振 动，使其形成一个声场，能有效破坏粉尘颗粒之 间、粉尘与积灰壁之间的粘结力，使之处于疏松流 化状态，脱离其附着表面，随烟气被带走或受重力 作用落下被收集，从而达到清除积灰的目的。 1．2烟尘颗粒的组成及清灰机理 锅炉排烟中的烟尘含量由锅炉燃烧方式和煤质决定。在锅炉运行过程中，由于灰粒子受到表 面引力、炉内管壁粘结力等多方面的作用，在炉膛 及烟道换热面上逐渐形成积灰结焦。对煤粉炉而 言，烟气中的灰粒粒径大部分都小于220斗n·，其 中多数灰粒粒径为lO一30“m。当烟气横向冲刷 受热面时，管子的背风面就会产生旋涡，将许多小 尘粒吸附进去，灰粒依靠分子和静电引力吸附在 管壁上，灰粒越小其单位重量的表面积就越大，因 而相对分子附着力和静电引力就越大。另外，烟 气中的灰粒可以被感应而带有静电荷，当带电的 灰粒与管壁接触时，静电引力大于灰粒自身重力 的颗粒便会吸附在管壁上。一般情况下，灰粒粒 径小于10岬带电灰粒都会被吸附住，有时灰粒 粒径小于20～30炉的带电灰粒也能被吸附在 管壁上。 在积灰空间内，声波引起的振动，对不同灰粒 粒径产生的作用不同。小尘粒将受到大幅度的声 波振动，并与难以振动的大尘粒相碰撞，在静电作 用下凝聚，不但增大了粉尘粒径，而且还会冲击管 壁，使积灰减轻，声波清灰正是利用这一原理进行 清灰的。

2 声波清灰器的清灰特点及设计 规范

声波清灰器的清灰特点如下： a．声波清灰是以压缩空气为动力，通过特殊 的声波转换机构将气能转换为声能，使发声器发 出低频高强声波，达到清灰目的。 b．声波清灰能使声波均匀布满整个空间，进 行全方位清灰，防止灰垢结焦。与传统吹灰方式 相比，声波可以清扫较复杂的结构而不留死角。 c．声波清灰器可以在一个工作班次中重复多 次清扫工作面。因为不是用机械力直接作用受热 面，所以避免了传统吹灰产品长期吹扫受热面而 加快受热面磨损的不利影响。 d．利用声波清灰还可以降低烟气湿度，提高 烟气露点温度，减少空气预热器冷端堵灰及腐蚀 现象。 声波清灰器是依据《工业企业噪声控制设计 规范》、《工业企业噪声控制设计标准》及相关的 企业标准制造的。对声波清灰器加装隔音罩后， 噪声完全控制在《工业企业噪声卫生标准》范围 内，均在国际安全健康机构允许的噪声控制线以 下，不会对操作人员和设备产生任何危害，不影响 环境质量。

3  SQ系列声波清灰系统结构及工作原理

3．1工作原理 SQ系统声波清灰器属于振片式声波清灰器，由发声器、扩声段、喇叭等部件组成。工作原理是以压缩空气为动力，通过自动控制装置对电 磁阀进行控制；当电磁阀开启时，压缩空气进入发 声器内，使膜片依靠自身的弹性和发声器前后腔 内压力交错变换，产生高强度低频声波；低频高强 度的声波通过喇叭的声阻抗匹配辐射到积灰空间 区域内，形成声场，能有效破坏粉尘颗粒之间、粉 尘与积灰壁之间的粘结力，使之处于疏松流化状 态，脱离其附着表面，随烟气被带走或受重力作用 落下被收集，从而达到清除积灰的目的。 3．2 SQ系列振片式声波清灰器性能 a．全部采用不锈钢铸造加工，耐温可以达到 1 100℃。膜片采用进口高弹性钛合金，耐温可 以达到600℃。与传统吹灰器相比，该产品的耐 高温、耐磨及抗腐蚀性能较好。 b．对环境及气源要求低，耗气量小，能在工作 气压O．4—0．6 MPa、流量O．9～1．2 m3／(rnin·台) 的条件下工作。控制装置为集成电路标准插件组 装式，操作简单、运行费用低、可免除日常维护。 c．由于该设备本身无机械传动部件，因此机 械故障率低、使用寿命长。目前在欧美、日本等发 达国家广泛使用。 3．3 SQ系列声波清灰器系统构成SQ系统声波清灰器系统由声波发声装置、 系统辅助机构、输气系统、控制部分组成，如图1 所示。1为声波发声装置，清灰器本体由发声头、 扩声段、嗽叭等组成；2为系统辅助机构，气体处 理装置及相关配件由三联件、电磁阀、连接管件组 成；3为输气系统，由DNloo和DN50钢管构成， 提供系统所需工作介质；4为控制部分，由一个控 制器组成，为清灰系统提供各种工作指令。 4 SQ系列声波清灰器在燃煤锅炉 上的应用

下面是SQ系列声波清灰器在扬子石油化 工有限责任公司热电厂6号炉(220∥h煤粉炉) 上的应用情况。 4．1应用前 原设计的机械式吹灰装置由于经常发生故障 被停用，锅炉在无任何清灰装置状态下运行，因而

图1 SQ系列声波清灰系统示意图

表l SQ型声波清灰器在220∥h煤粉炉上的试验数据

时 间 蒸汽流量／t·h-1 给水温度／℃ 甲侧排烟温度／℃ 乙侧排烟温度／℃ 备 注 11月26日 11月27日 11月28日 11月29日 11月30日 12月1日 12月2日

12月3日(8时) 12月3日(10时) 12月3日(16时) 12月3日(2l时) 12月4日 12月5日 12月6日

声波清灰器停运

声波清灰器投运

导致该炉换热面积灰严重、锅炉效率降低、排烟温 度升高，严重影响该炉安全经济运行。 4．2应用后 分别在该炉水平烟道和尾部烟道的甲乙侧对 称安装了12台SQ型声波清灰器。12台 清灰器分三路控制，每路用4台清灰器同时运行， 运行时间设定为30 8，间隔时间设定为30 s，系统 循环周期为30 min。该清灰器投用5个月后，为 了验证其清灰效果，进行停用／投用试验。表l为 SQ型声波清灰器在某年11月26日至12 月6日的试验情况。 试验结果表明，声波清灰器停用12 h后，该 炉甲侧排烟温度上升6℃，乙侧上升4℃；声波清

灰器投用12 h，该炉甲侧排烟温度下降4℃，乙侧 下降6℃，锅炉效率相应提高了0．5％。如按该 炉年运行7 000 h、耗煤30 L／h计算，该炉年节煤l 050 t，降低生产成本29．4万元。

5 结束语

SQ系列声波清灰器在220 L／h燃煤锅炉应 用后，使用效果良好，可以使锅炉排烟温度下降5 —10℃，再热器出口温度升高5℃左右，省煤器 前烟温下降3℃左右，极大地提高了锅炉运行的 安全性、经济性和热效率。